JPH10207270A - 定着装置 - Google Patents
定着装置Info
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- JPH10207270A JPH10207270A JP1364197A JP1364197A JPH10207270A JP H10207270 A JPH10207270 A JP H10207270A JP 1364197 A JP1364197 A JP 1364197A JP 1364197 A JP1364197 A JP 1364197A JP H10207270 A JPH10207270 A JP H10207270A
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- JP
- Japan
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- roller
- fixing device
- magnetic field
- heating roller
- field generating
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 エネルギーの損失が少なく、かつ、立ち上が
りに要する時間が短い定着装置を提供する。 【解決手段】 ガラス筒体１１上に断熱層１２を挟んで
導電層（ニッケル層）１３を形成して構成された加熱ロ
ーラ２の内部に、フェライトコアと銅線コイルからなる
磁場発生手段１４をニップ部に略対向する位置に配置
し、この磁場発生手段に高周波電流を印加して発生され
る磁束によりニッケル層上に渦電流が発生し、これによ
りニッケル層が加熱される。加熱ローラ周面に配置され
たサーミスタ７の出力を参照して高周波電流を断続して
印加することによって、加熱ローラ表面を所定の定着温
度に保つ。
りに要する時間が短い定着装置を提供する。 【解決手段】 ガラス筒体１１上に断熱層１２を挟んで
導電層（ニッケル層）１３を形成して構成された加熱ロ
ーラ２の内部に、フェライトコアと銅線コイルからなる
磁場発生手段１４をニップ部に略対向する位置に配置
し、この磁場発生手段に高周波電流を印加して発生され
る磁束によりニッケル層上に渦電流が発生し、これによ
りニッケル層が加熱される。加熱ローラ周面に配置され
たサーミスタ７の出力を参照して高周波電流を断続して
印加することによって、加熱ローラ表面を所定の定着温
度に保つ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は例えば静電複写機や
レーザプリンタ等の画像形成装置に搭載され、用紙上の
トナー像を用紙に加熱定着する定着装置に関する。
レーザプリンタ等の画像形成装置に搭載され、用紙上の
トナー像を用紙に加熱定着する定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来電子写真装置の定着装置では、加熱
源としてハロゲンランプ等を用い、これを金属ローラの
内側に設置し、このハロゲンランプを加熱することによ
ってローラを内部から加熱し、この加熱ローラに対して
所定の圧力で押圧された加圧ローラとのニップ部に未定
着のトナー像を担持した用紙を導くことによって、用紙
上にトナー像を定着させている。
源としてハロゲンランプ等を用い、これを金属ローラの
内側に設置し、このハロゲンランプを加熱することによ
ってローラを内部から加熱し、この加熱ローラに対して
所定の圧力で押圧された加圧ローラとのニップ部に未定
着のトナー像を担持した用紙を導くことによって、用紙
上にトナー像を定着させている。
【０００３】しかしながら、このような従来の定着装置
においては熱源としてランプを用いているため、熱効率
が約７０％という限界があり、さらにランプをローラの
内側に配置しローラを内側から加熱する構造のため、実
際の定着動作に用いられる定着ローラの表面を定着動作
に必要な温度にするためには、ローラの内側はそれ以上
の温度にする必要があるので、エネルギーの損失が大き
いという欠点がある。また、ローラの内側を加熱するた
めにローラの表面が定着可能な温度に達するまでに時間
がかかり、画像形成装置自体の立ち上がり時間の短縮を
妨げる要因になっている。また、ハロゲンランプヒータ
への電力供給機構の関係から、ハロゲンランプヒータは
固定して、その周りに金属ローラを回転させるという複
雑な構造とならざるを得ず、定着器の小型化にも構造的
な限界があった。
においては熱源としてランプを用いているため、熱効率
が約７０％という限界があり、さらにランプをローラの
内側に配置しローラを内側から加熱する構造のため、実
際の定着動作に用いられる定着ローラの表面を定着動作
に必要な温度にするためには、ローラの内側はそれ以上
の温度にする必要があるので、エネルギーの損失が大き
いという欠点がある。また、ローラの内側を加熱するた
めにローラの表面が定着可能な温度に達するまでに時間
がかかり、画像形成装置自体の立ち上がり時間の短縮を
妨げる要因になっている。また、ハロゲンランプヒータ
への電力供給機構の関係から、ハロゲンランプヒータは
固定して、その周りに金属ローラを回転させるという複
雑な構造とならざるを得ず、定着器の小型化にも構造的
な限界があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
ハロゲンランプヒータを加熱源とした定着装置において
は、熱効率が悪い、エネルギーの損失が大きい、装置が
大型化するといった様々な問題点があった。そこで、本
発明ではエネルギー効率が良く、かつ、小型化が可能な
定着装置を提供することを目的とする。
ハロゲンランプヒータを加熱源とした定着装置において
は、熱効率が悪い、エネルギーの損失が大きい、装置が
大型化するといった様々な問題点があった。そこで、本
発明ではエネルギー効率が良く、かつ、小型化が可能な
定着装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願の第１の発明の定着装置は、表面に金属層を被
覆されてなる中空の第１のローラと、この中空の第１ロ
ーラの内部に設けられ、前記第１ローラ表面の金属層に
磁束を発生させる磁場発生手段と、この磁場発生手段に
対して高周波電流を印加する電源と、前記第１のローラ
に対して所定のニップ幅を有して接触する第２のローラ
とからなることを特徴とする。
に、本願の第１の発明の定着装置は、表面に金属層を被
覆されてなる中空の第１のローラと、この中空の第１ロ
ーラの内部に設けられ、前記第１ローラ表面の金属層に
磁束を発生させる磁場発生手段と、この磁場発生手段に
対して高周波電流を印加する電源と、前記第１のローラ
に対して所定のニップ幅を有して接触する第２のローラ
とからなることを特徴とする。
【０００６】また、本願の第２の発明の定着装置は、導
電体からなる中実の第１のローラと、この第１のローラ
表面近傍に対向して配置され、前記第１ローラ表面に磁
束を発生させる磁場発生手段と、この磁場発生手段に対
して高周波電流を印加する電源と、前記第１のローラに
対して所定のニップ幅を有して接触する第２のローラと
からなることを特徴とする。
電体からなる中実の第１のローラと、この第１のローラ
表面近傍に対向して配置され、前記第１ローラ表面に磁
束を発生させる磁場発生手段と、この磁場発生手段に対
して高周波電流を印加する電源と、前記第１のローラに
対して所定のニップ幅を有して接触する第２のローラと
からなることを特徴とする。
【０００７】また、本願の第３の発明の定着装置は、表
面に金属層を被覆されてなるローラと、一対のローラに
巻回されてなり、前記ローラに対して所定のニップ部を
介して押圧される耐熱性を有した材質からなるベルト
と、このベルトの前記ニップ部に相当する部分のベルト
裏面に対向して配置され、前記ローラ表面の金属層に磁
束を発生させる磁場発生手段と、この磁場発生手段に対
して高周波電流を印加する電源とからなることを特徴と
する。
面に金属層を被覆されてなるローラと、一対のローラに
巻回されてなり、前記ローラに対して所定のニップ部を
介して押圧される耐熱性を有した材質からなるベルト
と、このベルトの前記ニップ部に相当する部分のベルト
裏面に対向して配置され、前記ローラ表面の金属層に磁
束を発生させる磁場発生手段と、この磁場発生手段に対
して高周波電流を印加する電源とからなることを特徴と
する。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照しながら
本発明の第１の実施例について説明する。まず、図１に
定着装置１の全体構成の断面図を示す。定着装置１は、
所定のニップ幅を保って互いに圧接された加熱ローラ２
と加圧ローラ３からなり、加熱ローラ２と加圧ローラ３
の間を通過する用紙Ｐに対して、用紙Ｐ上に担持されて
いるトナー像を加熱及び加圧することにより、トナー像
を用紙Ｐ上に定着させるものである。なお、加熱ローラ
２は駆動モータ４ａにより発生する駆動力をギア等から
なる伝達機構４ｂを介して加熱ローラ２と同軸上に取り
付けられたギア２ａに伝達することにより図示矢印方向
に回転駆動される。一方、加圧ローラ３はさらに駆動伝
達機構４ｃ、４ｄを介して加圧ローラ３と同軸上に設け
られたギア３ａに駆動を伝達することにより、加熱ロー
ラ２と同じ周速で図示矢印方向に回転される。
本発明の第１の実施例について説明する。まず、図１に
定着装置１の全体構成の断面図を示す。定着装置１は、
所定のニップ幅を保って互いに圧接された加熱ローラ２
と加圧ローラ３からなり、加熱ローラ２と加圧ローラ３
の間を通過する用紙Ｐに対して、用紙Ｐ上に担持されて
いるトナー像を加熱及び加圧することにより、トナー像
を用紙Ｐ上に定着させるものである。なお、加熱ローラ
２は駆動モータ４ａにより発生する駆動力をギア等から
なる伝達機構４ｂを介して加熱ローラ２と同軸上に取り
付けられたギア２ａに伝達することにより図示矢印方向
に回転駆動される。一方、加圧ローラ３はさらに駆動伝
達機構４ｃ、４ｄを介して加圧ローラ３と同軸上に設け
られたギア３ａに駆動を伝達することにより、加熱ロー
ラ２と同じ周速で図示矢印方向に回転される。
【０００９】前記加熱ローラ２の周上には、加熱ローラ
２と加圧ローラ３とのニップ部よりも回転方向下流側
に、画像定着済みの用紙を加熱ローラ２から剥離する剥
離爪５ａと、加熱ローラ２上に付着した未定着トナーや
紙粉等を除去するクリーニング部材６と、加熱ローラ２
表面上の温度を検知するサーミスタ７と、加熱ローラ２
表面上にトナーがオフセットすることを防止するために
加熱ローラ２表面上にオイルを塗布するオイルローラ８
とが、加熱ローラ２の外周面に接触するように順に配置
されている。
２と加圧ローラ３とのニップ部よりも回転方向下流側
に、画像定着済みの用紙を加熱ローラ２から剥離する剥
離爪５ａと、加熱ローラ２上に付着した未定着トナーや
紙粉等を除去するクリーニング部材６と、加熱ローラ２
表面上の温度を検知するサーミスタ７と、加熱ローラ２
表面上にトナーがオフセットすることを防止するために
加熱ローラ２表面上にオイルを塗布するオイルローラ８
とが、加熱ローラ２の外周面に接触するように順に配置
されている。
【００１０】この定着装置１によりトナー像を定着され
た用紙は、加熱ローラ２、加圧ローラ３の回転により下
流へ搬送されて、排紙ローラ９ａ、９ｂにより機体外へ
排出されるものである。なお、加熱ローラ２は上部ケー
シング１０ａにより囲まれ、また加圧ローラ３は下部ケ
ーシング１０ｂにより囲まれており、これによって定着
に必要な温度雰囲気を確保して定着装置外部に極力熱が
逃げないように構成されている。
た用紙は、加熱ローラ２、加圧ローラ３の回転により下
流へ搬送されて、排紙ローラ９ａ、９ｂにより機体外へ
排出されるものである。なお、加熱ローラ２は上部ケー
シング１０ａにより囲まれ、また加圧ローラ３は下部ケ
ーシング１０ｂにより囲まれており、これによって定着
に必要な温度雰囲気を確保して定着装置外部に極力熱が
逃げないように構成されている。
【００１１】この第１の実施例における加熱機構につい
て図２に示す。第１の実施例では、加熱ローラ２は中空
の円筒形の基材１１上に断熱層１２、導電層１３をそれ
ぞれ積層して構成されており、前記中空の基材１１内部
かつ加圧ローラ３とのニップ部近傍に対向して磁場発生
手段１４を有している。ここで、磁場発生手段１４は図
３に示すような構成となっており、高透磁率のコア１４
ａに、線径０．５mmの銅線材からなるコイル２０を巻き
付けて構成されている。このコイル２０はリッツ線とし
て構成され、１方向に複数回巻かれている。コイル２０
は電源（高周波発振部）１７に接続されており、この高
周波発振部１７からコイル２０に対して周波数１０ｋＨ
ｚ、出力８００ｗの高周波電流が印加される。また、前
記基材２０はガラスにて構成され、断熱層１２として厚
さ１００μｍのポリイミド層を前記ガラス基材２０上に
形成し、さらにその外側に導電層１３として厚さ４０μ
ｍのニッケル層を有している。
て図２に示す。第１の実施例では、加熱ローラ２は中空
の円筒形の基材１１上に断熱層１２、導電層１３をそれ
ぞれ積層して構成されており、前記中空の基材１１内部
かつ加圧ローラ３とのニップ部近傍に対向して磁場発生
手段１４を有している。ここで、磁場発生手段１４は図
３に示すような構成となっており、高透磁率のコア１４
ａに、線径０．５mmの銅線材からなるコイル２０を巻き
付けて構成されている。このコイル２０はリッツ線とし
て構成され、１方向に複数回巻かれている。コイル２０
は電源（高周波発振部）１７に接続されており、この高
周波発振部１７からコイル２０に対して周波数１０ｋＨ
ｚ、出力８００ｗの高周波電流が印加される。また、前
記基材２０はガラスにて構成され、断熱層１２として厚
さ１００μｍのポリイミド層を前記ガラス基材２０上に
形成し、さらにその外側に導電層１３として厚さ４０μ
ｍのニッケル層を有している。
【００１２】この構成の加熱機構において前記コイル２
０に高周波電流を印加すると、発生した磁束がフェライ
トコア１４ａによって定着ニップ部近傍に集中し、加熱
ローラ２上の導電層１３上に渦電流を発生し、ジュール
熱が発生する。これによって加熱ローラ２表面が昇温
し、トナー像を担持した用紙Ｐを加熱することによりト
ナー像が用紙上に定着される。加熱ローラ２の表面温度
は、この加熱ロ−ラ２の表面に設けられたサ−ミスタ７
の検知結果を参照して、高周波発振部１７からの高周波
電流の印加を断続させることによって、表面温度を１８
０°Ｃに制御している。
０に高周波電流を印加すると、発生した磁束がフェライ
トコア１４ａによって定着ニップ部近傍に集中し、加熱
ローラ２上の導電層１３上に渦電流を発生し、ジュール
熱が発生する。これによって加熱ローラ２表面が昇温
し、トナー像を担持した用紙Ｐを加熱することによりト
ナー像が用紙上に定着される。加熱ローラ２の表面温度
は、この加熱ロ−ラ２の表面に設けられたサ−ミスタ７
の検知結果を参照して、高周波発振部１７からの高周波
電流の印加を断続させることによって、表面温度を１８
０°Ｃに制御している。
【００１３】定着装置として使用する場合には、加熱ロ
ーラ２と表面にシリコンゴム層を有する加圧ローラ３と
のニップ部のみを少なくとも加熱できればよい。すなわ
ち、ニップ部の幅と加熱手段である磁場発生手段１４の
幅が一致すれば、最も効率よく加熱を行うことができ
る。しかしながら、実際にはニップ部は６ｍｍ程度しか
なく、どうしても磁場発生手段１４の幅のほうがニップ
部よりも大きくなってしまう。そのため、発生するジュ
ール熱を有効に利用するため、本実施例においては、磁
場発生手段１４がニップ部よりも下流を加熱することが
ないように、磁場発生手段１４はニップ部とその上流側
を加熱するように配置されている。
ーラ２と表面にシリコンゴム層を有する加圧ローラ３と
のニップ部のみを少なくとも加熱できればよい。すなわ
ち、ニップ部の幅と加熱手段である磁場発生手段１４の
幅が一致すれば、最も効率よく加熱を行うことができ
る。しかしながら、実際にはニップ部は６ｍｍ程度しか
なく、どうしても磁場発生手段１４の幅のほうがニップ
部よりも大きくなってしまう。そのため、発生するジュ
ール熱を有効に利用するため、本実施例においては、磁
場発生手段１４がニップ部よりも下流を加熱することが
ないように、磁場発生手段１４はニップ部とその上流側
を加熱するように配置されている。
【００１４】本方式で採用した高周波電流印加による渦
電流を発生させる加熱方式は、その発熱の効率が８０％
以上と従来方式と比較すると高く、また定着動作に必要
な部分のみを集中的に加熱できるため立上がり時間が速
く、大変効率の良い定着器を提供することができる。ま
たこの加熱ロ−ラ２の表面をトナ−のオフセット等によ
る表面の汚染を避けるため、加熱ローラ２の表面をテフ
ロン等でコ−ティングしたり、表面にシリコンオイル等
の塗布機構を設けたり、ブレ−ドやフェルト等で構成し
たクリ−ニング部材を設ける等の周知の技術を適用する
ことによって、加熱ローラ２のライフ性能に寄与するこ
とは言うまでもない。また加圧ローラ３の表面について
も同様である。
電流を発生させる加熱方式は、その発熱の効率が８０％
以上と従来方式と比較すると高く、また定着動作に必要
な部分のみを集中的に加熱できるため立上がり時間が速
く、大変効率の良い定着器を提供することができる。ま
たこの加熱ロ−ラ２の表面をトナ−のオフセット等によ
る表面の汚染を避けるため、加熱ローラ２の表面をテフ
ロン等でコ−ティングしたり、表面にシリコンオイル等
の塗布機構を設けたり、ブレ−ドやフェルト等で構成し
たクリ−ニング部材を設ける等の周知の技術を適用する
ことによって、加熱ローラ２のライフ性能に寄与するこ
とは言うまでもない。また加圧ローラ３の表面について
も同様である。
【００１５】次に本願発明の第２の実施例について図４
を用いて説明する。図４に示した例は、前述した第１の
実施例における加熱ローラ２の他の例を示したものであ
る。この第２の実施例では、加熱ローラ２はポリイミド
基材２１上に導電層として厚さ４０μｍのニッケル層２
２で被覆したものである。この第２の実施例では前記第
１の実施例に比べて断熱層を省略でき、構成が簡略化さ
れるとともに、加熱ローラ２の中空部分が広くなるため
に、加熱ローラ２内部に配置する磁場発生手段２３の大
きさを、台１の実施例での磁場発生手段１４の大きさよ
りも大きくすることができる。これにより、断熱効果が
無い分加熱能力を高くすることができるため、第１の実
施例に比べても遜色のない定着能力が得られるものであ
る。
を用いて説明する。図４に示した例は、前述した第１の
実施例における加熱ローラ２の他の例を示したものであ
る。この第２の実施例では、加熱ローラ２はポリイミド
基材２１上に導電層として厚さ４０μｍのニッケル層２
２で被覆したものである。この第２の実施例では前記第
１の実施例に比べて断熱層を省略でき、構成が簡略化さ
れるとともに、加熱ローラ２の中空部分が広くなるため
に、加熱ローラ２内部に配置する磁場発生手段２３の大
きさを、台１の実施例での磁場発生手段１４の大きさよ
りも大きくすることができる。これにより、断熱効果が
無い分加熱能力を高くすることができるため、第１の実
施例に比べても遜色のない定着能力が得られるものであ
る。
【００１６】次に本願発明の第３の実施例について図５
を用いて説明する。図５に示した例は、前述した第１の
実施例における加熱ローラ２の他の例を示したものであ
る。この第３の実施例では、加熱ローラ２は鉄等の導電
体からなる中実のローラ３１の表面上に導電層として厚
さ４０μｍのニッケル層３２で被覆したものである。加
熱ローラ２内部が中実になった関係上、磁場発生手段３
３は加熱ローラ３外部で加熱ローラ２表面に対向するよ
うに配置したものである。この第３の実施例の場合、磁
場発生手段３３はニップ部上流の加熱ローラ２外周面に
対向するように配置されている。
を用いて説明する。図５に示した例は、前述した第１の
実施例における加熱ローラ２の他の例を示したものであ
る。この第３の実施例では、加熱ローラ２は鉄等の導電
体からなる中実のローラ３１の表面上に導電層として厚
さ４０μｍのニッケル層３２で被覆したものである。加
熱ローラ２内部が中実になった関係上、磁場発生手段３
３は加熱ローラ３外部で加熱ローラ２表面に対向するよ
うに配置したものである。この第３の実施例の場合、磁
場発生手段３３はニップ部上流の加熱ローラ２外周面に
対向するように配置されている。
【００１７】一般的に加熱ローラ２の肉厚を増すと、熱
容量が大きくなることから、加熱に要する時間が増加す
るのであるが、本願のように高周波電流によるジュール
熱により発熱する方式では、中実ローラ３１の表皮効果
により表面のみに渦電流が発生して表面から加熱が行わ
れるので、立ち上がりに悪影響を与えることがない。
容量が大きくなることから、加熱に要する時間が増加す
るのであるが、本願のように高周波電流によるジュール
熱により発熱する方式では、中実ローラ３１の表皮効果
により表面のみに渦電流が発生して表面から加熱が行わ
れるので、立ち上がりに悪影響を与えることがない。
【００１８】なお、この実施例では導電体からなる中実
ローラの表面にニッケル層を形成したものについて説明
したが、導電体からなる中実ローラを使用した場合には
表面にニッケル層を形成しなくても誘導加熱により表面
を加熱することができる。
ローラの表面にニッケル層を形成したものについて説明
したが、導電体からなる中実ローラを使用した場合には
表面にニッケル層を形成しなくても誘導加熱により表面
を加熱することができる。
【００１９】第１、第２の実施例の場合、加熱ローラ２
は中空のガラスもしくはポリイミド筒体の表面に断熱
層、導電層等を被覆して形成されているので、例えば加
熱ローラ２表面を清掃するような場合、あまり大きな力
で押さえると破損してしまうおそれがあるが、これに対
してこの第３の実施例のような中実ローラを適用した場
合は破損のおそれが無く、装置としての信頼性を向上す
ることができる。ただし、第３の実施例の構成ではニッ
プ部を直接加熱することができないので、第１、第２の
実施例に比較して加熱効率が若干劣る。
は中空のガラスもしくはポリイミド筒体の表面に断熱
層、導電層等を被覆して形成されているので、例えば加
熱ローラ２表面を清掃するような場合、あまり大きな力
で押さえると破損してしまうおそれがあるが、これに対
してこの第３の実施例のような中実ローラを適用した場
合は破損のおそれが無く、装置としての信頼性を向上す
ることができる。ただし、第３の実施例の構成ではニッ
プ部を直接加熱することができないので、第１、第２の
実施例に比較して加熱効率が若干劣る。
【００２０】次に、本願発明の第４の実施例について図
６を用いて説明する。ここまで説明してきた第１乃至第
３の実施例においては、加熱ローラと加圧ローラのロー
ラ対からなる定着装置について説明してきたが、この第
４の実施例においては加圧ローラの代わりに駆動ローラ
対４４ａ、ｂに巻回された加圧ベルト４３を用いた定着
装置について説明する。なお、図６において図１に示し
た定着装置と同じ構成については同じ番号を付して説明
を省略する。
６を用いて説明する。ここまで説明してきた第１乃至第
３の実施例においては、加熱ローラと加圧ローラのロー
ラ対からなる定着装置について説明してきたが、この第
４の実施例においては加圧ローラの代わりに駆動ローラ
対４４ａ、ｂに巻回された加圧ベルト４３を用いた定着
装置について説明する。なお、図６において図１に示し
た定着装置と同じ構成については同じ番号を付して説明
を省略する。
【００２１】本実施例において加圧ベルト４３は、ロー
ラ対４４ａ、ｂの軸を上方に付勢することによりの所定
の圧力で加熱ローラ２に対して付勢されており、駆動伝
達機構４５を介して伝達される駆動によりローラ４４ｂ
が回転することによって、加熱ローラ２に対してニップ
部分で同じ速度となるように回転される。この第４の実
施例における加熱ローラ２は既に説明した第１乃至第３
の実施例のいずれの構成の加熱ローラであっても良い。
（ガラス筒体上にポリイミド層とニッケル層とを形成し
たもの（第１の実施例）、ガラス筒体またはポリイミド
等の断熱材上にニッケル層を形成したもの（第２の実施
例）、鉄製の中実ローラ上にニッケル層を形成したもの
（第３の実施例））そして、この加熱ローラ２との間に
所定のニップ幅を確保し、かつ耐熱性のある材質（ポリ
イミド等）からなる加圧ベルト４３とから構成されてい
る。磁場発生手段４５は加圧ベルト４３の内側、かつ、
加圧ローラ４３と加熱ローラ２のニップ部近傍に配置さ
れている。この磁場発生手段４５の構成については、上
述した第１乃至第３の実施例と同様のため、ここでの説
明は省略する。磁場発生手段４５は電源としての高周波
発生手段４７に接続されている。
ラ対４４ａ、ｂの軸を上方に付勢することによりの所定
の圧力で加熱ローラ２に対して付勢されており、駆動伝
達機構４５を介して伝達される駆動によりローラ４４ｂ
が回転することによって、加熱ローラ２に対してニップ
部分で同じ速度となるように回転される。この第４の実
施例における加熱ローラ２は既に説明した第１乃至第３
の実施例のいずれの構成の加熱ローラであっても良い。
（ガラス筒体上にポリイミド層とニッケル層とを形成し
たもの（第１の実施例）、ガラス筒体またはポリイミド
等の断熱材上にニッケル層を形成したもの（第２の実施
例）、鉄製の中実ローラ上にニッケル層を形成したもの
（第３の実施例））そして、この加熱ローラ２との間に
所定のニップ幅を確保し、かつ耐熱性のある材質（ポリ
イミド等）からなる加圧ベルト４３とから構成されてい
る。磁場発生手段４５は加圧ベルト４３の内側、かつ、
加圧ローラ４３と加熱ローラ２のニップ部近傍に配置さ
れている。この磁場発生手段４５の構成については、上
述した第１乃至第３の実施例と同様のため、ここでの説
明は省略する。磁場発生手段４５は電源としての高周波
発生手段４７に接続されている。
【００２２】さて、このような構成において前記高周波
発振部４７から磁場発生手段４５のコイルに対して高周
波電流が印加されると、コイル部を流れる高周波電流の
作用により加熱ローラ２の表面上に渦電流が発生し、こ
の渦電流によってジュール熱が発生し加熱ローラ２の表
面が昇温される。前述したように磁場発生手段４７のコ
イル部は加熱ローラ２と加圧ベルト４３とのニップ部直
下に配置されているため、発生したジュール熱によって
加熱ローラ２と加圧ベルト４３のニップ部、すなわち用
紙が通過する部分のみ、が加熱されることになる。加熱
ローラ２の表面温度は、図示しないサーミスタにより検
知され、この検知結果を参照することにより高周波発振
部４７からの高周波電流の印加を断続させることによっ
て、表面温度が１８０°Ｃになるように制御している。
発振部４７から磁場発生手段４５のコイルに対して高周
波電流が印加されると、コイル部を流れる高周波電流の
作用により加熱ローラ２の表面上に渦電流が発生し、こ
の渦電流によってジュール熱が発生し加熱ローラ２の表
面が昇温される。前述したように磁場発生手段４７のコ
イル部は加熱ローラ２と加圧ベルト４３とのニップ部直
下に配置されているため、発生したジュール熱によって
加熱ローラ２と加圧ベルト４３のニップ部、すなわち用
紙が通過する部分のみ、が加熱されることになる。加熱
ローラ２の表面温度は、図示しないサーミスタにより検
知され、この検知結果を参照することにより高周波発振
部４７からの高周波電流の印加を断続させることによっ
て、表面温度が１８０°Ｃになるように制御している。
【００２３】本方式で採用した高周波電流印加による渦
電流を発生させる加熱方式は、その発熱効率が８０％以
上と従来方式と比較すると高く、また加熱ローラの内側
からでなく、定着に作用する面を直接外側から加熱し、
また定着動作に必要な部分のみを集中的に加熱すること
ができるため立ち上がり時間が早く、大変効率の良い定
着器を提供することができる。特に、前述の第１乃至第
３の実施例で説明したものと比較した場合、加圧手段と
して樹脂ベルトを用いているので、定着に使用されるニ
ップ幅を広げられるとともに加熱ローラと加圧ローラと
の接触によって加圧ローラに奪われる熱量を抑えること
ができ、熱効率が大変良い。
電流を発生させる加熱方式は、その発熱効率が８０％以
上と従来方式と比較すると高く、また加熱ローラの内側
からでなく、定着に作用する面を直接外側から加熱し、
また定着動作に必要な部分のみを集中的に加熱すること
ができるため立ち上がり時間が早く、大変効率の良い定
着器を提供することができる。特に、前述の第１乃至第
３の実施例で説明したものと比較した場合、加圧手段と
して樹脂ベルトを用いているので、定着に使用されるニ
ップ幅を広げられるとともに加熱ローラと加圧ローラと
の接触によって加圧ローラに奪われる熱量を抑えること
ができ、熱効率が大変良い。
【００２４】またこの加熱ロ−ラ２の表面をトナ−のオ
フセット等による表面の汚染を避けるため、表面をテフ
ロン等でコ−ティングしたり、表面にシリコンオイル等
の塗布機構を設けたり、ブレ−ドやフェルト等で構成し
たクリ−ニング部材を設ければライフ性能に寄与するこ
とは言うまでもない。また加圧ベルト４３表面について
も同様である。
フセット等による表面の汚染を避けるため、表面をテフ
ロン等でコ−ティングしたり、表面にシリコンオイル等
の塗布機構を設けたり、ブレ−ドやフェルト等で構成し
たクリ−ニング部材を設ければライフ性能に寄与するこ
とは言うまでもない。また加圧ベルト４３表面について
も同様である。
【００２５】次に本願発明の第５の実施例について図７
を用いて説明する。この第５の実施例は第１の実施例で
説明した定着装置に、加熱ローラ２表面の温度ムラを均
一化するための表面温度均一化手段を配置したものであ
る。第１の実施例の定着装置においては、実際の発熱部
分であるニッケル導電層１３が４０μｍと大変薄いた
め、面方向での熱伝導が低く、定着動作後には用紙と接
触した部分とそうでない部分とで表面温度にばらつきが
生じてしまう。そのため、連続して定着動作を行ってい
る場合には次回の定着動作を行う際に、前回用紙と接触
していた部分は用紙と接触していなかった部分に比べて
表面温度が低下しているために、その部分で定着不良が
起こる場合がある。そのため、この第５の実施例では熱
伝導率の高い材質（例えばアルミ）により形成されたロ
ーラ５１をニップ部下流の加熱ローラ２表面に押圧、接
触させてこの部分の見かけ上の熱伝導率を上げることに
より、加熱ローラ２表面上の温度ムラを均一化させてい
るものである。
を用いて説明する。この第５の実施例は第１の実施例で
説明した定着装置に、加熱ローラ２表面の温度ムラを均
一化するための表面温度均一化手段を配置したものであ
る。第１の実施例の定着装置においては、実際の発熱部
分であるニッケル導電層１３が４０μｍと大変薄いた
め、面方向での熱伝導が低く、定着動作後には用紙と接
触した部分とそうでない部分とで表面温度にばらつきが
生じてしまう。そのため、連続して定着動作を行ってい
る場合には次回の定着動作を行う際に、前回用紙と接触
していた部分は用紙と接触していなかった部分に比べて
表面温度が低下しているために、その部分で定着不良が
起こる場合がある。そのため、この第５の実施例では熱
伝導率の高い材質（例えばアルミ）により形成されたロ
ーラ５１をニップ部下流の加熱ローラ２表面に押圧、接
触させてこの部分の見かけ上の熱伝導率を上げることに
より、加熱ローラ２表面上の温度ムラを均一化させてい
るものである。
【００２６】この第５の実施例の定着装置によれば、第
１の実施例での効果に加えて、加熱ローラ上の温度履歴
を打ち消すことにより、ムラのない均一な定着能力を常
時提供することができるものである。
１の実施例での効果に加えて、加熱ローラ上の温度履歴
を打ち消すことにより、ムラのない均一な定着能力を常
時提供することができるものである。
【００２７】
【発明の効果】上述したように本発明の定着装置によれ
ば、加熱源の熱効率が良く、定着に使用される部分のみ
を加熱するのでエネルギー損失が少なく、また定着可能
温度に達するまでの立ち上がりに要する時間を短縮する
ことができる。
ば、加熱源の熱効率が良く、定着に使用される部分のみ
を加熱するのでエネルギー損失が少なく、また定着可能
温度に達するまでの立ち上がりに要する時間を短縮する
ことができる。
【図１】本発明の定着装置に加圧ローラを使用した場合
の概略断面図である。
の概略断面図である。
【図２】本発明の第１の実施例を説明するための図面で
ある。
ある。
【図３】本発明の実施例における磁場発生手段の構造を
説明するための図面である。
説明するための図面である。
【図４】本発明の第２の実施例を説明するための図面で
ある。
ある。
【図５】本発明の第３の実施例を説明するための図面で
ある。
ある。
【図６】本発明の第４の実施例を説明するための図面で
ある。
ある。
【図７】本発明の第５の実施例を説明するための図面で
ある。
ある。
１…定着装置 ２…加熱ローラ ３…加圧ローラ １１…ガラス基体 １２…断熱層 １３、２２、３２…導電層 １４、２３、３３、４５…磁場発生手段 ４３…加圧ベルト １７、２７、３７、４７…高周波発振部
Claims (12)
- 【請求項１】 表面に金属層を被覆されてなる中空の第
１のローラと、 この中空の第１ローラの内部に設けられ、前記第１ロー
ラ表面の金属層に磁束を発生させる磁場発生手段と、 この磁場発生手段に対して高周波電流を印加する電源
と、 前記第１のローラに対して所定のニップ幅を有して接触
する第２のローラと、からなることを特徴とする定着装
置。 - 【請求項２】 前記磁場発生手段は、前記第１のローラ
と第２のローラとのニップ部に対向する位置に配置され
ていることを特徴とする請求項１記載の定着装置。 - 【請求項３】 前記磁場発生手段は、前記第１のローラ
と第２のローラのニップ部よりも前記第１のローラの回
転方向上流側に偏位した位置に対向するように配置され
ていることを特徴とする請求項１記載の定着装置。 - 【請求項４】 前記第１のローラは円筒状の基材上に断
熱層としての樹脂層を形成されてなり、さらにその外側
に導電層としての金属層を形成されてなることを特徴と
する請求項１記載の定着装置。 - 【請求項５】 前記第１ローラと第２ローラのニップ部
よりも前記第１ローラの回転方向下流の前記第１ローラ
表面に接触してなり、前記第１ローラの表面温度を均一
化する表面温度均一化手段をさらに具備したことを特徴
とする請求項１記載の定着装置。 - 【請求項６】 前記表面温度均一化手段は、熱伝導率の
高い材質により形成されたローラからなり、所定のニッ
プ部を介して前記第１のローラに接触してなることを特
徴とする請求項５記載の定着装置。 - 【請求項７】 導電体からなる中実の第１のローラと、 この第１のローラ表面近傍に対向して配置され、前記第
１ローラ表面に磁束を発生させる磁場発生手段と、 この磁場発生手段に対して高周波電流を印加する電源
と、 前記第１のローラに対して所定のニップ幅を有して接触
する第２のローラと、からなることを特徴とする定着装
置。 - 【請求項８】 前記磁場発生手段は、前記第１のローラ
と第２のローラのニップ部よりも前記第１のローラの回
転方向上流側に偏位した位置のローラ表面に対向するよ
うに配置されていることを特徴とする請求項７記載の定
着装置。 - 【請求項９】 表面に金属層を被覆されてなる加熱ロー
ラと、 一対のローラに巻回されてなり、前記加熱ローラに対し
て所定のニップ部を介して押圧される耐熱性を有した材
質からなるベルトと、 このベルトの前記ニップ部に相当する部分のベルト裏面
に対向して配置され、前記加熱ローラ表面の金属層に磁
束を発生させる磁場発生手段と、 この磁場発生手段に対して高周波電流を印加する電源
と、からなることを特徴とする定着装置。 - 【請求項１０】 前記加熱ローラは円筒状の基材上に導
電層としての金属層を被覆されてなることを特徴とする
請求項９記載の定着装置。 - 【請求項１１】 前記加熱ローラは円筒状の基材上に断
熱層としての樹脂層を形成されてなり、さらにその外側
に導電層としての金属層を形成されてなることを特徴と
する請求項９記載の定着装置。 - 【請求項１２】 前記加熱ローラは導電体からなる中実
のローラからなることを特徴とする請求項９記載の定着
装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1364197A JPH10207270A (ja) | 1997-01-28 | 1997-01-28 | 定着装置 |
| US09/007,332 US6026273A (en) | 1997-01-28 | 1998-01-15 | Induction heat fixing device |
| CNB981062555A CN1174293C (zh) | 1997-01-28 | 1998-01-27 | 定影装置 |
| EP98300545A EP0855630A3 (en) | 1997-01-28 | 1998-01-27 | Fixing device |
| CNB2003101199669A CN100504649C (zh) | 1997-01-28 | 1998-01-27 | 定影装置 |
| US09/388,380 US6154629A (en) | 1997-01-28 | 1999-09-01 | Induction heat fixing device |
| US09/388,379 US6137985A (en) | 1997-01-28 | 1999-09-01 | Fixing device with an air layer between a magnetic field generating unit and a heating belt |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1364197A JPH10207270A (ja) | 1997-01-28 | 1997-01-28 | 定着装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10207270A true JPH10207270A (ja) | 1998-08-07 |
Family
ID=11838869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1364197A Pending JPH10207270A (ja) | 1997-01-28 | 1997-01-28 | 定着装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10207270A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001126856A (ja) * | 1999-10-26 | 2001-05-11 | Canon Inc | 誘導加熱装置及び画像形成装置 |
| US6377778B1 (en) | 1999-12-28 | 2002-04-23 | Toshiba Tec Kabushiki Kaisha | Fixing device using induction heating |
-
1997
- 1997-01-28 JP JP1364197A patent/JPH10207270A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001126856A (ja) * | 1999-10-26 | 2001-05-11 | Canon Inc | 誘導加熱装置及び画像形成装置 |
| US6377778B1 (en) | 1999-12-28 | 2002-04-23 | Toshiba Tec Kabushiki Kaisha | Fixing device using induction heating |
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| A625 | Written request for application examination (by other person) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A625 Effective date: 20040109 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041013 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20041029 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050304 |